Chia sẻ:
Tính toán cân bằng hóa học trong những gì họ bao gồm, giai đoạn, bài tập đã giải quyết
các tính toán cân bằng hóa học là những chất được tạo ra trên cơ sở mối quan hệ khối lượng của các nguyên tố hoặc hợp chất có liên quan đến phản ứng hóa học.
Bước đầu tiên để nhận ra chúng là cân bằng phản ứng hóa học quan tâm. Ngoài ra, phải biết công thức chính xác của các hợp chất tham gia vào quá trình hóa học.
Các tính toán cân bằng hóa học dựa trên việc áp dụng một bộ luật, trong số đó là: Định luật bảo toàn khối lượng; định luật về tỷ lệ xác định hoặc Thành phần không đổi; và cuối cùng, luật của nhiều tỷ lệ.
Định luật bảo toàn khối lượng chỉ ra rằng trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất phản ứng bằng tổng khối lượng của các sản phẩm. Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng không đổi.
Định luật về tỷ lệ xác định hoặc thành phần không đổi cho biết các mẫu khác nhau của bất kỳ hợp chất nguyên chất nào có cùng các nguyên tố có cùng tỷ lệ khối lượng. Ví dụ, nước tinh khiết là như nhau cho dù nguồn gốc của nó là gì, hoặc đến từ lục địa (hoặc hành tinh) nào.
Và định luật thứ ba, theo nhiều tỷ lệ, chỉ ra rằng khi hai nguyên tố A và B tạo thành nhiều hơn một hợp chất, tỷ lệ khối lượng của nguyên tố B kết hợp với một khối lượng nguyên tố A đã cho, trong mỗi hợp chất , có thể được thể hiện dưới dạng số nguyên nhỏ. Đó là, đối với AnBm n và m chúng là những con số.
Chỉ số
- 1 các tính toán cân bằng hóa học và các giai đoạn của chúng là gì??
- 1.1 Giai đoạn
- 2 bài tập đã giải
- 2.1 -Phát triển 1
- 2.2 -Phát triển 2
- 2.3 -Phát triển 3
- 2.4 -Phát triển 4
- 2.5 - Bài tập 5
- 2.6 -Phát triển 6
- 3 tài liệu tham khảo
Các tính toán cân bằng hóa học và các giai đoạn của chúng là gì?
Chúng là các tính toán được thiết kế để giải quyết các câu hỏi khác nhau có thể phát sinh khi một phản ứng hóa học đang được nghiên cứu. Đối với điều này, bạn phải có kiến thức về các quá trình hóa học và luật chi phối chúng.
Với việc sử dụng phép tính cân bằng hóa học, người ta có thể thu được, ví dụ, từ khối lượng của chất phản ứng, khối lượng chưa biết của chất phản ứng khác. Bạn cũng có thể biết thành phần phần trăm của các nguyên tố hóa học có trong hợp chất và từ đó, có được công thức thực nghiệm của hợp chất.
Do đó, kiến thức về công thức thực nghiệm hoặc tối thiểu của một hợp chất cho phép thiết lập công thức phân tử của nó.
Ngoài ra, tính toán cân bằng hóa học cho phép biết trong phản ứng hóa học là thuốc thử hạn chế, hoặc nếu có thuốc thử dư, cũng như khối lượng của chất này.
Các giai đoạn
Các giai đoạn sẽ phụ thuộc vào loại vấn đề được đặt ra, cũng như mức độ phức tạp của nó.
Hai tình huống phổ biến là:
-Phản ứng hai nguyên tố để tạo ra một hợp chất và chỉ biết khối lượng của một trong các chất phản ứng.
-Người ta muốn biết khối lượng chưa biết của nguyên tố thứ hai, cũng như khối lượng của hợp chất do phản ứng.
Nói chung, trong độ phân giải của các bài tập này, phải tuân theo thứ tự các giai đoạn sau:
-Đặt phương trình phản ứng hóa học.
-Cân bằng phương trình.
-Giai đoạn thứ ba, bằng cách sử dụng trọng lượng nguyên tử của các nguyên tố và hệ số cân bằng hóa học, để thu được tỷ lệ khối lượng của các chất phản ứng.
-Sau đó, bằng cách sử dụng định luật về tỷ lệ đã xác định, một khi khối lượng của một phần tử phản ứng và tỷ lệ mà nó phản ứng với phần tử thứ hai được biết, biết khối lượng của phần tử thứ hai.
-Và giai đoạn thứ năm và cuối cùng, nếu chúng ta biết khối lượng của các nguyên tố phản ứng, tổng của chúng cho phép chúng ta tính khối lượng của hợp chất được tạo ra trong phản ứng. Trong trường hợp này, thông tin này có được dựa trên định luật bảo toàn khối lượng.
Bài tập đã giải quyết
-Bài tập 1
Thuốc thử còn lại là bao nhiêu khi 15 g Mg phản ứng với 15 g S tạo thành MgS? Và sẽ tạo ra bao nhiêu gam MgS trong phản ứng?
Dữ liệu:
-Khối lượng Mg và S = 15 g
-Trọng lượng nguyên tử Mg = 24,3 g / mol.
-Trọng lượng nguyên tử S = 32,06 g / mol.
Bước 1: phương trình phản ứng
Mg + S => MgS (đã cân bằng)
Bước 2: Thiết lập tỷ lệ kết hợp giữa Mg và S để tạo ra MgS
Để đơn giản, trọng lượng nguyên tử của Mg có thể được làm tròn đến 24 g / mol và trọng lượng nguyên tử của S đến 32 g / mol. Khi đó tỷ lệ kết hợp giữa S và Mg sẽ là 32:24, chia 2 số hạng cho 8, tỷ lệ này giảm xuống còn 4: 3.
Ở dạng đối ứng, tỷ lệ trong đó Mg được kết hợp với S bằng 3: 4 (Mg / S)
Bước 3: thảo luận và tính toán thuốc thử còn lại và khối lượng của nó
Khối lượng của Mg và S là 15 g cho cả hai, nhưng tỷ lệ trong đó Mg và S phản ứng là 3: 4 chứ không phải 1: 1. Sau đó, có thể suy ra rằng thuốc thử còn lại là Mg, vì nó ở tỷ lệ nhỏ hơn so với S.
Kết luận này có thể được kiểm tra bằng cách tính khối lượng Mg phản ứng với 15 g S.
g Mg = 15 g S x (3 g Mg) / mol) / (4 g S / mol)
11,25 g Mg
Lượng dư thừa Mg = 15 g - 11,25 g
3,75 g.
Bước 4: Khối lượng MgS được hình thành trong phản ứng dựa trên định luật bảo toàn khối lượng
Khối lượng MgS = khối lượng Mg + khối lượng S
11,25 g + 15 g.
26, 25 g
Một bài tập với mục đích giáo khoa có thể được thực hiện theo cách sau:
Tính số gam S phản ứng với 15 g Mg, sử dụng trong trường hợp này tỷ lệ 4: 3.
g S = 15 g Mg x (4 g S / mol) / (3 g Mg / mol)
20 g
Nếu tình huống được đưa ra trong trường hợp này, có thể thấy rằng 15 g S sẽ không đạt được phản ứng hoàn toàn với 15 g Mg, thiếu 5 g. Điều này khẳng định rằng thuốc thử còn lại là Mg và S là thuốc thử hạn chế trong sự hình thành của MgS, khi cả hai nguyên tố phản ứng có cùng khối lượng.
-Bài tập 2
Tính khối lượng natri clorua (NaCl) và tạp chất trong 52 g NaCl với tỷ lệ tinh khiết là 97,5%.
Dữ liệu:
-Khối lượng mẫu: 52 g NaCl
-Tỷ lệ phần trăm tinh khiết = 97,5%.
Bước 1: Tính khối lượng tinh khiết của NaCl
Khối lượng NaCl = 52 g x 97,5% / 100%
50,7 g
Bước 2: tính khối lượng tạp chất
% tạp chất = 100% - 97,5%
2,5%
Khối lượng tạp chất = 52 g x 2,5% / 100%
1,3 g
Do đó, trong số 52 g muối, 50,7 g là tinh thể NaCl tinh khiết và 1,3 g tạp chất (như các ion hoặc chất hữu cơ khác).
-Bài tập 3
Khối lượng oxy (O) là bao nhiêu trong 40 g axit nitric (HNO3), biết rằng trọng lượng phân tử của nó là 63 g / mol và trọng lượng nguyên tử của O là 16 g / mol?
Dữ liệu:
-Khối lượng HNO3 = 40 g
-Trọng lượng nguyên tử O = 16 g / mol.
-Trọng lượng phân tử của HNO3
Bước 1: Tính số mol HNO3 hiện diện trong một khối lượng 40 g axit
Nốt ruồi của HNO3 = 40 g HNO3 x 1 mol HNO3/ 63 g HNO3
0,635 nốt ruồi
Bước 2: Tính số mol của O hiện tại
Công thức của HNO3 chỉ ra rằng có 3 mol O cho mỗi mol HNO3.
Số mol O = 0,635 mol HNO3 X 3 mol O / mol HNO3
1.905 mol O
Bước 3: Tính khối lượng O có trong 40 g HNO3
g của O = 1,905 mol O x 16 g O / mol O
30,48 g
Điều đó có nghĩa là, trong số 40g HNO3, 30,48 g là do trọng lượng của các mol nguyên tử oxy. Tỷ lệ lớn oxy này là điển hình của oxoanions hoặc muối bậc ba của chúng (NaNO3, ví dụ).
-Bài tập 4
Có bao nhiêu gam kali clorua (KCl) được tạo ra bởi sự phân hủy 20 g kali clorat (KClO)?3), biết rằng trọng lượng phân tử của KCl là 74,6 g / mol và trọng lượng phân tử của KClO3 nó là 122,6 g / mol
Dữ liệu:
-Khối lượng KClO3 = 20 g
-Trọng lượng phân tử của KCl = 74,6 g / mol
-Trọng lượng phân tử của KClO3 = 122,6 g / mol
Bước 1: phương trình phản ứng
2KClO3 => 2KCl + 3O2
Bước 2: Tính khối lượng KClO3
g của KClO3 = 2 mol x 122,6 g / mol
245,2 g
Bước 3: Tính khối lượng KCl
g KCl = 2 mol x 74,6 g / mol
149,2 g
Bước 4: tính khối lượng KCl tạo ra do phân hủy
245 g KClO3 149,2 g KCl được tạo ra bởi sự phân hủy. Sau đó, tỷ lệ này (hệ số cân bằng hóa học) có thể được sử dụng để tìm khối lượng KCl được tạo ra từ 20 g KClO3:
g KCl = 20 g KClO3 x 149 g KCl / 245,2 g KClO3
12,17 g
Lưu ý tỷ lệ khối lượng của O như thế nào2 bên trong KClO3. Trong số 20g KClO3, ít hơn một nửa là do oxy là một phần của clorua oxoener.
-Bài tập 5
Tìm thành phần phần trăm của các chất sau: a) dopa, C9H11KHÔNG4 và b) Vainillina, C8H8Ôi3.
a) Dopa
Bước 1: Tìm khối lượng phân tử của dopa C9H11KHÔNG4
Để làm điều này, trọng lượng nguyên tử của các nguyên tố có trong hợp chất ban đầu được nhân với số mol được biểu thị bằng các chỉ số của chúng. Để tìm trọng lượng phân tử, thêm gram được cung cấp bởi các yếu tố khác nhau.
Cacbon (C): 12 g / mol x 9 mol = 108 g
Hydro (H): 1 g / mol x 11 mol = 11 g
Nitơ (N): 14 g / mol x 1 mol = 14 g
Oxy (O): 16 g / mol x 4 mol = 64 g
Trọng lượng phân tử của dopa = (108 g + 11 g + 14 g + 64 g)
197 g
Bước 2: Tìm thành phần phần trăm của các yếu tố có trong dopa
Đối với điều này, trọng lượng phân tử của nó (197 g) được lấy là 100%.
% C = 108 g / 197g x 100%
54,82%
% H = 11 g / 197g x 100%
5,6%
% của N = 14 g / 197 g x 100%
7,10%
% của O = 64 g / 197 g
32,48%
b) Vanillin
Phần 1: tính toán trọng lượng phân tử của vanillin C8H8Ôi3
Để làm điều này, trọng lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố được nhân với số mol hiện tại của nó, thêm khối lượng được đóng góp bởi các yếu tố khác nhau
C: 12 g / mol x 8 mol = 96 g
H: 1 g / mol x 8 mol = 8 g
O: 16 g / mol x 3 mol = 48 g
Trọng lượng phân tử = 96 g + 8 g + 48 g
152 g
Phần 2: Tìm% của các yếu tố khác nhau có trong vanillin
Người ta cho rằng trọng lượng phân tử của nó (152 g / mol) chiếm 100%.
% C = 96 g / 152 g x 100%
63,15%
% H = 8 g / 152 g x 100%
5,26%
% của O = 48 g / 152 g x 100%
31, 58%
-Bài tập 6
Thành phần phần trăm khối lượng của một loại rượu là: carbon (C) 60%, hydro (H) 13% và oxy (O) 27%. Lấy công thức tối thiểu hoặc công thức thực nghiệm của bạn.
Dữ liệu:
Trọng lượng nguyên tử: C 12 g / mol, H 1g / mol và oxy 16 g / mol.
Bước 1: tính số mol của các nguyên tố có trong rượu
Người ta cho rằng khối lượng của rượu là 100g. Do đó, khối lượng của C là 60 g, khối lượng của H là 13 g và khối lượng oxy là 27 g.
Tính số mol:
Số mol = khối lượng của nguyên tố / trọng lượng nguyên tử của nguyên tố
số mol C = 60 g / (12 g / mol)
5 nốt ruồi
số mol H = 13 g / (1 g / mol)
13 nốt ruồi
số mol O = 27 g / (16 g / mol)
1,69 nốt ruồi
Bước 2: Lấy công thức tối thiểu hoặc theo kinh nghiệm
Để làm điều này, chúng tôi tìm tỷ lệ số nguyên giữa các số mol. Điều này phục vụ để có được số lượng nguyên tử của các nguyên tố trong công thức tối thiểu. Cuối cùng, số mol của các phần tử khác nhau được chia cho số mol của phần tử theo tỷ lệ nhỏ hơn.
C = 5 mol / 1,69 mol
C = 2,96
H = 13 mol / 1,69 mol
H = 7,69
O = 1,69 mol / 1,69 mol
O = 1
Làm tròn các số liệu này, công thức tối thiểu là: C3H8O. Công thức này tương ứng với propanol, CH3CH2CH2OH. Tuy nhiên, công thức này cũng là hợp chất CH3CH2OCH3, etyl metyl ete.
Tài liệu tham khảo
- Toduez Arias M. J. (s.f.). Tính toán trong các phản ứng hóa học. Phục hồi từ: uv.es
- Tính toán với công thức hóa học và phương trình. [PDF] Lấy từ: 2. hóa học.msu.edu
- Sparknotes. (2018). Tính toán cân bằng hóa học. Lấy từ: sparknotes.com
- Hóa chất Netorials. (s.f.). Mô-đun cân bằng hóa học: Tổng lượng hóa học. Lấy từ: chem.wisc.edu
- Flores, J. Química (2002) Biên tập Santillana.
- Whites, Davis, Peck & Stanley. Hóa học (Tái bản lần thứ 8). Học tập.